Валентин Шеховцов (valentincehov) wrote in foto_history,
Валентин Шеховцов
valentincehov
foto_history

Category:

Сколько тебе жить, протон?

0ротон

 Мы сидим на крохотном островке стабильности и с душевным трепетом взираем на физиков, которые вот-вот готовы и протон объявить частицей неустойчивой.  Стабильность электрона легко объяснить. Он имеет минимально возможный заряд (если не принимать в расчет кварки, эти получастицы, полуфантомы!).

Все частицы меньшей массы (обычно при ядерных развалах тяжелое распадается на более легкие части), те, на которые электрон мог бы распасться (фотон, нейтрино), — нейтральны. Получается, что электрону просто не на что «распасться». Тут вступает в действие закон сохранения электрического заряда: заряд не может исчезать или возникать.

С протоном дело сложнее.  Он мог бы передать свой единичный положительный заряд, скажем, более легкому позитрону, тоже положительно заряженному.  Прежде эту возможность теоретики игнорировали, так как адроны (протон среди них) и лептоны (электрон, позитрон) были разделены, казалось бы, непроницаемой стеной. Однако в рамках «великого объединения» различие между этими частицами исчезает.

Здесь кварки, которые раньше можно было отличить по их способности к сильным взаимодействиям, могли бы запросто превращаться в лептоны, прежде считавшиеся частицами совсем другой природы, участвующие только в электрослабых взаимодействиях. Как следствие этого, состоящий из трех кварков протон теперь мог бы превратиться в лептон и мезон. Например, по такой схеме: р- + е+ + ?° (протон распадается на позитрон и нейтральный пи-мезон). 

Теперь вопрос — как быстро должно идти это превращение? Скорее всего со скоростями черепашьими. Ведь масса данных, начиная с солидного возраста земного шара, говорит о том, что окружающее нас вещество вроде бы вовсе не исчезает.  Слоны и вороны, говорят, живут сотни лет, американские секвойи тысячи.

А сколько лет способен прожить протон? Если срок его жизни окажется очень большим, то с чем его сравнивать? Может быть, со временем жизни нашей Вселенной? (Да она тоже невечна, и в принципе имело бы смысл отмечать дни, нет, миллиардолетия со дня ее рождения!)  Возраст Вселенной установлен довольно точно — 1010, или, в обычной записи, 10 миллиардов лет.

Число катастрофически громадное; и все-таки протон должен жить дольше, что нетрудно доказать.  Мы, как выразился один физик, «знаем своими костями», что среднее время жизни протона больше, чем, ну скажем, 1016 лет. В самом деле, если бы оно было заметно меньше, то 1028 протонов, образующих тело взрослого человека, распадались бы со средней скоростью, превышающей 1012 протонов в год, или около 30 тысяч распадов за секунду.

Человек стал бы радиоактивным! И сам представлял бы угрозу для своего здоровья.  Различные теоретические соображения и эксперименты (о них еще пойдет речь) свидетельствуют: время жизни протона больше 1030 лет. Умопомрачительная величина! Откуда она взялась?

Физики в состоянии дать отчет.  Протон, считается, состоит из трех кварков. В среднем они находятся друг от друга на значительной дистанции, расстояниях порядка радиуса протона. Эти размеры крошечны для нас, людей, но грандиозны, чтобы на них могли проявить себя «сильно-электромагнито-слабые» («великое объединение» сил) взаимодействия.

Протон, возможно, способен превратиться в позитрон, но только при том условии, что один из его кварков станет лептоном. И вот для этого-то кварки и должны сблизиться на расстояния в миллиарды миллиардов раз меньшие, чем размер протона.  Понятно, что вероятность такого сближения крайне мала, а значит, шанс за то, что протон не развалится у нас на глазах, должен быть велик. Так и возникают числа большие, чем 1030.

И еще одно замечание-разъяснение. Не надо думать, что если время жизни протона или электрона (пока электрон считается вечным) превышает возраст Вселенной (на 20 порядков!), то эти частицы существовали и тогда, когда Вселенной еще не было и в помине. Нет, протоны и электроны появились вместе со Вселенной. И число 1030 означает лишь ту «веху» жизни Вселенной, когда большинство протонов мира развалится.

Ю.Чирков. Охота за кварками
Tags: 1980-е, литература, наука
Subscribe

Posts from This Сommunity “литература” Tag

  • Добрые таланты

    Не один Бунин был невероятно добр к собратьям по перу Лев Толстой о Максиме Горьком: " Злой человек. Он похож на семинариста, которого насильно…

  • Спор о президентстве Общества Сторожевой Башни в 1917

    Брошюры, распространенные обеими сторонами во время спора о президентстве Резерфорда (1917 г.) Президент Общества Сторожевой башни Чарльз Тейз…

  • Эрл Стенли Гарднер.

    Эрл Стенли Гарднер (1889−1970 гг.) при жизни стал классиком детективного жанра. Общий тираж его книг превышает 320 миллионов экземпляров.

  • О каком "мире" идёт речь в "Войне и мире"?

    Издание романа Л. Толстого "Война и мир" (1913) под редакцией П. И. Бирюкова - единственное, в котором на одной странице прошла…

  • 90 лет назад. Конец эпохи Книги

    Анатолий Яр-Кравченко (1911—1983). А.М. Горький читает И.В. Сталину, В.М. Молотову и К.Е. Ворошилову свою сказку «Девушка и смерть». 11 октября…

  • Страсти по Нобелю, или Русский проект

    Был у меня давно пост про нобелевскую "кухню" - как присуждают, кому присуждают - на примере Нобелевской премии по литературе Бунину. Сейчас, когда…

  • Высоко сидит, далеко глядит

    "Должен сказать, что я делал его не документально. Внешность моего Лермонтова - это что-то среднее между Лермонтовым и Печориным - романтическим…

  • Замуровали Демона...

    В 1971 году в Кисловодске у подножия Комсомольской горы (бывшая Крестовая, сейчас опять Крестовая) появился грот... с Демоном. Много раньше…

  • Точное предсказание неизбежной смерти царевича

    Я сначала расскажу историю про величайшего астролога Индии. Его звали Вараха Михира и он был одним из девяти жемчужин или драгоценных камней при…

Buy for 500 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment